在线分析仪是越来越重要的过程监控,优化和控制大量大规模应用在炼油、石化、发电、金属和生物技术产业。
仪器必须产生快速、准确、全面的实时气体测量在工业过程,使操作条件定期检查并迅速纠正如果他们偏离所需的参数。1
另外,可靠的在线分析数据的高效、安全运行是至关重要的生产工厂和履行严格的立法要求,逐步被健康和安全设置,节能和排放控制协议。
选择适当的系统和技术是至关重要的,包括足迹,长期成本,样品时间,易于维护、精度和灵敏度需要被考虑。
传统上,在线监测一直依赖于气相色谱(GC),尽管技术人员熟悉和自信与这个强大的行业标准,质谱(MS)是这类应用程序成为领跑者。
这篇文章比较女士和GC分析程序工业过程在线监测的植物应该升级到扫描的原因,并概述了磁性行业女士工具更快、更准确、更全面的气体分析与改善长期的负担能力。
准确的实时监控的需求
在线分析仪进行连续测量的气体流加强控制,供应产品的细节,并确定杂质。
工厂需要可靠的气体流数据启用优化他们的流程,为产品收益的最大化,调整反应混合物中提高成品质量,保证安全生产工厂。
许多大规模的业务需求仔细平衡条件和快速决策参数的变化过程中,因为仅仅一分钟的延迟会导致巨大的损失。
气体Chromatography-The行业标准
GC是最常见的气体在线监测技术在生产线,主要是因为它的低成本/仪器,易于自动化,熟悉的方法,以及能够同时测量许多组件。
GC包括数以百计的个别物种的分离和分析,即使在复杂的混合物,和措施构成特征和定性。
气体样本分布在静止和流动相之间,而分子是由化学惰性气体通过激烈的列。非常低的结果可在几分钟内检测范围和精度高。
使用气相色谱过程监控的挑战
尽管GC是一个受欢迎的方法,但它也有缺点。首先,一个过程气相色谱仪每隔分钟提供结果。这限制了技术的适用性进行自动控制和在线分析,取样和分析之间的延迟时间不启用即时反应修正。2
这主要是因为随着样本的耗时的色谱分离组件通过列。3、4速度为在线协议是非常有利的,特别是植物会经常评估两个或三个连续的数据点之前采取任何行动来改变一个过程。
GC,几个仪器或列可用于串联,以减少测量时间间隔,防止分析时间慢。植物会安装一个GC数组单元实现连续监测多个组件,用GC的长周期时间,这意味着它是常用的基于单个流。
然而,这会导致额外的成本和约束。大配置GC单位——强化维护日程来防止保留时间漂移,通常住在户外节省宝贵的实验室空间,要求大,昂贵的,专门的避难所。
也有进一步的替代成本列,和校准和载体气体。
质谱更快和更全面的分析
女士是一个强大的和敏感的方法,提供了一个非常具体的、通用的解决方案分析和控制工业生产线,GC相比具有显著的优势。
质谱仪描述化学反应的众多方面,如建立产品和杂质和反应物的消耗。他们有效的电离气体分子中性样品带电粒子组件由他们随后分离分子量。
质谱的分析能力主要来自于它的速度、动态范围、灵敏度、多路复用和多组分分析能力。5
探测器使女士建立最多样化的元素组成的化合物,同时确定组件的结构特点。4
过程质谱的优点
尽管过程分析仪女士最初相对更复杂,更昂贵的比GC实现,它们提供了无与伦比的精度(通常是高几个数量级)和速度以及更长期的成本效益。3
一个基于扫描仪器女士磁领域技术分离带电粒子在磁场变量显示在图1。yabo214这些提供峰值平顶概要容忍大规模漂移对测量结果没有影响。
这将导致减少维修时间,高稳定性,和植物生产力的最大可用性。5
图1所示。磁性行业过程质谱仪的示意图。图片来源:热费希尔科学——环境和过程监控仪器
这些浓度分析仪能够测量非常小的立即毗邻高浓度的清洁山峰之间的基线,提供良好的再现性和线性。
这种灵活、强大的技术是完美的异常平稳较快气体分析与无与伦比的精度,精度,抗污染,以及校准之间漫长的间隔。
过程女士分析仪可以对大量样品进行直接分析流,用一个仪器取代多个GC单元。这将导致更低的总排放量和总资本成本。
仪器利用扫描磁部门女士,如坚固的微型热科学™的职业(如图2),非常适合具有挑战性的应用过程监控。
图2。主要的职业过程质谱仪。图片来源:热费希尔科学——环境和过程监控仪器
Prima PRO磁铁是层压,使高速扫描的快速分析,同时保留优秀的稳定性。进行多流取样器”提供了独特的快速(RMS)提供快速、可靠的样本选择从64流,如图3所示。
图3。进行多流取样器”的PRO的32-port快速(RMS)。图片来源:热费希尔科学——环境和过程监控仪器
它可以测量气体成分浓度的范围与精度10 ppm (ppm) 100%与一个法拉第探测器。分析仪使用热科学煤气厂软件指导操作,并提供一个安全的和稳定的平台过程分析(见图4)。
图4。煤气厂软件示例显示。图片来源:热费希尔科学——环境和过程监控仪器
热费希尔科学还提供服务和支持选项与承诺响应率,保证及时优化工具。
表1。比较的标准流程GC的特点和来源:女士的职业过程热费希尔科学——环境和过程监控仪器
| 功能 |
标准流程GC |
女士的职业过程 |
样品时间
•简单
•复杂的 |
3−4分钟
7−15分钟 |
10秒
20秒 |
| 多组分分析 |
需要多个单位的数组 |
分析64样本流由一个单一的工具。 |
| 精度 |
0.1% |
0.01%的大多数组件和更好的线性。 |
| 足迹 |
单一的仪器更紧凑,整体占用银行的多个仪器比较大。 |
不那么紧凑,以一个较小的内存总需要更少的工具。 |
| 避难所 |
数组的单位通常需要大型,昂贵的户外避难所。 |
|
| 维护、校准和一生 |
- 倾向于保留时间漂移,降低稳定性。
- 更高的维护与一个标准的过程。
- GC需要,例如,六周为阀门、预防性维护计划和季度维护其他仪器部分,与常见的应用程序需要的日常校准。
|
- 最小的漂移由于磁性行业的固有稳定性分析仪。
- 最小的维护。
- 自动校准(30天或30 - 90天的间隔)。
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| 近似分析仪成本(美元) |
50美元−75 k |
175美元 |
| 相关的费用 |
耗材成本高,包括载体气体和更换列。 |
- 一生的耗材成本低(无载体气体或列替换)。
- 长更换间隔(一年或更多)。
|
直接比较的标准流程GC的职业
减少样品时间
Prima PRO在10到20秒如果分析仪进行分析入口仍在一个示例流,相比3到15分钟常常观察标准过程GC分析,与实际分析时间依赖于目标气体的复杂性。
单一的职业可以测量许多与快速周期通过管道多个采样点流到相同的仪器的RMS,读取数据点在这些示例流每30秒,包括所需的10秒清除以前的气体。
无与伦比的线性度和精度
分析燃气组件大约五倍的精确的PRO GC比当使用一个标准的过程。
绩效评估已经明显证明了Prima PRO提供了更好的线性热导检测器安装到气相色谱仪进行分析时复杂的气体混合物(参见图5)。6、7
图5。Prima PRO EffecTech线性生成的数据。图片来源:热费希尔科学——环境和过程监控仪器
简化维护和校准的特殊的可用性
Prima Pro的崎岖和容错设计结果在例外的可用性超过99.7%,达到100%的冗余安装。
这种可靠性大大降低了维护的专业要求,进一步降低运营成本,释放时间维护经理执行其他任务,特别是与多个遗留GC所需的维修单位。
Prima PRO是典型的校准间隔一个月和90天之间,通常自动发生。
GC可能要求的标准流程,例如,阀门的六周的预防性维护计划和季度维护其他仪器部分,与常见的应用程序需要的日常校准。
降低整体长期成本
虽然初始费用的职业(大约175 k美元)高于标准流程GC(约50美元到75 k),单个系统执行多个GC的工作单位,降低总拥有成本、保护大小,和维护。
与一个GC分析过程,主要的职业不需要使用列样品的分离,防止耗材成本替代列上,除了校准和载体气体。
表2细节10年客户案例研究分析了总成本区别替换两个遗留流程GCs Prima PRO耀斑气体监测。
Prima PRO提供了快速、准确、多组分分析植物堆栈,使它适合这个要求应用程序涉及高度复杂气体流的分析。
的最后十年,总运营成本下降了近一半,主要是由于降低效用成本,显著降低了耗材费用。
表2。客户案例研究在未来10年成本分析比较一个进程(Prima PRO)与两个女士GCs遗留流程。来源:热费希尔科学——环境和过程监控仪器
| 耀斑气体监测 |
1 x的女士 |
2 x GC过程 |
| 分析仪成本(美元) |
155400美元 |
155000美元 |
| 实用程序(美元) |
39000美元 |
278000美元 |
| 耗材 |
67257美元 |
100000美元 |
| 总运营成本为10年 |
261691美元 |
533000美元 |
结论
生产过程的要求和相关的立法需求导致需要快速、可靠和准确的过程分析,以合理的费用。
在线分析仪的选择主要是由熟悉,但很明显,高度通用的磁领域女士在更高层次的精度可以提供更快的分析——分析较少,因此这些系统越来越受欢迎。
的热科学的职业是一个很好的例子;是最佳适合工业过程监控,尽管实现相对更加复杂和昂贵的女士,一个工具可以进行多个GC的工作单位减少样品时间,简化维护,降低整体成本。
女士的职业提供了快速、准确和全面的在线气体组分分析,是无与伦比的,除了高度的灵活性相比GC的标准流程,保证投资回报。
今天是构造满足的特定于应用程序的需求。它已经是全球系统选择的工厂和炼油厂监控排放和优化各种生产过程,它将在未来的行业标准。
引用和进一步阅读
- Valcarcel M,卢克•德•卡斯特罗医学博士。16过程分析器。:技术在分析化学和仪器。卷9。爱思唯尔;1988:524 - 556。doi: https://doi.org/10.1016/s0167 - 9244 (08) 70028 - 3
- Frauendorfer E,狼,Hergeth WD。聚合在线监测。化学Eng抛光工艺。2010;33 (11):1767 - 1778。doi: 10.1002 / CEAT.201000265
- 程Z, Mozammel T, Patel J, et al .气体混合物的方法定量分析在线质谱分析。Int J质量范围。2018;434:23 - 28。doi: 10.1016 / J.IJMS.2018.09.002
- 鲍里索夫R, Kulikova L, Zaikin诉质谱在石油化学(Petroleomics)(审查)。石油化学。2019;59:1055 - 1076。doi: 10.1134 / S0965544119100025
- 班纳特库克KD, KH, Haddix毫升。在线质谱:更快的路由过程监控和控制。印第安纳州Eng化学杂志1999;38 (4):1192 - 1204。doi: 10.1021 / IE9707984
- 英国EffecTech |全球领导人在气体测量。2023年2月24日通过。https://www.effectech.co.uk/
- ISO - ISO 10723:2012 -天然气-绩效评估分析系统。2023年2月24日通过。https://www.iso.org/standard/55712.html
这些信息已经采购,审核并改编自热费希尔科学所提供的材料——环境和过程监控仪器。亚博网站下载
在这个来源的更多信息,请访问热费希尔科学——环境和过程监控仪器。